KR20210054876A - 배기가스 후처리 시스템 및 이를 포함하는 동력 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 배기가스 후처리 시스템에 관한 것으로, 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진에서 배출되는 배기가스를 후처리하는 배기가스 후처리 시스템은 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과 가능한 제1 촉매 및 상기 엔진으로 공급되는 연료의 정보에 따라 상기 제1 촉매를 통과하거나 상기 제1 촉매를 우회하도록 배기가스의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

배기가스 후처리 시스템 및 이를 포함하는 동력 장치{SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION SYSTEM AND POWER PLANT WITH THE SAME}
본 발명의 실시예는 배기가스 후처리 시스템 및 이를 포함하는 동력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 후처리 하여 외부로 배출시키는 배기가스 후처리 시스템 및 이를 포함하는 동력 장치에 관한 것이다.
일반적으로 배기가스 후처리 시스템 및 이를 포함하는 동력 장치는 배기가스에 포함된 유해물질을 정화시켜 외부로 배출시킨다. 이러한 유해물질은 국제적으로 규제되며 정화된 배기가스는 이를 충족하여야 한다.
배기가스에 포함된 질소산화물을 저감 시키기 위한 선택적 환원 촉매 시스템은 보편적으로 적용된다. 구체적으로, 선택적 환원 촉매 시스템은 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시켜 외부로 배출되도록 할 수 있다.
하지만 복수의 연료가 엔진에 선택적으로 공급되는 경우, 이들의 연소시 발생되는 배기가스에 포함된 유해물질을 모두 국제 규격 또는 국가별 규제 조건에 맞도록 처리하여 배출하여야 한다.
구체적으로, 공급되는 연료에 따라 배기가스에 포함된 유해물질이 상이하나, 종래의 배기가스 후처리 시스템은 주로 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시키는 선택적 촉매 환원 시스템만을 설치하는 문제점이 있었다.
따라서, 공급되는 연료에 따라 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질을 모두 처리하는 배기가스 후처리 시스템이 필요하다.
본 발명의 실시예는 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생하는 엔진에서 배출되는 배기가스를 후처리 할 수 있는 배기가스 후처리 시스템 및 이를 포함하는 동력 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진에서 배출되는 배기가스를 후처리하는 배기가스 후처리 시스템은 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과 가능한 제1 촉매 및 상기 엔진으로 공급되는 연료의 정보에 따라 상기 제1 촉매를 통과하거나 상기 제1 촉매를 우회하도록 배기가스의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 엔진으로 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 상기 제1 촉매를 통과하도록 할 수 있다.
또는, 상기 제어부는, 상기 엔진으로 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 상기 제1 촉매를 우회하도록 할 수 있다.
또한, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 상기 제1 촉매를 우회한 배기가스가 통과 가능한 제2 촉매를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 상기 엔진에서 배출되는 배기가스를 수용하여 배기가스의 불균일한 압력 분포를 완화시키는 배기 리시버를 더 포함할 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 일측에 상기 배기 리시버가 형성되고 타측에 상기 제2 촉매가 배치되는 통합 챔버를 더 포함할 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 내부가 구획되어 형성되며, 상기 엔진과 상대적으로 인접한 일영역에 상기 배기 리시버가 형성되고 상기 엔진과 상대적으로 먼 타영역에 상기 제1 촉매와 상기 제2 촉매 서로 이격되어 구획 배치된 통합 챔버를 더 포함할 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 내부가 구획되어 형성되며, 상기 엔진과 상대적으로 가장 인접한 일영역에 형성된 상기 배기 리시버와 상기 엔진과 상대적으로 가장 먼 일영역에 배치된 상기 제2 촉매 그리고 상기 배기 리시버와 상기 제2 촉매 사이에 배치된 상기 제1 촉매가 배치된 통합 챔버를 더 포함할 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 상기 제1 촉매의 후방에 배치되고 상기 엔진에서 배출된 배기가스에 의해 회전되는 터빈을 더 포함하고, 상기 제2 촉매는 상기 엔진과 상기 터빈 사이에 배치될 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 상기 제1 촉매의 후방에 배치되고 상기 엔진에서 배출된 배기가스에 의해 회전되는 터빈 및 상기 터빈 후방에 배치되어 상기 터빈을 통과한 배기가스가 유입되는 제3 촉매를 더 포함할 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 상기 제2 촉매로 유입되는 배기가스에 환원제를 분사 가능하고 상기 제어부에 의해 제어되는 전방 환원제 분사부를 더 포함할 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 상기 제3 촉매로 유입되는 배기가스에 환원제를 분사 가능하고 상기 제어부에 의해 제어되는 후방 환원제 분사부를 더 포함할 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 상기 엔진에서 배출되는 배기가스의 정보를 검출하는 제1 검출부재를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 검출부재가 검출한 정보를 기초로 상기 후방 환원제 분사부가 분사하는 환원제 분사량을 제어할 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 상기 제3 촉매를 통과한 배기가스의 정보를 포함하는 제2 검출부재를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 검출부재가 검출한 정보를 기초로 상기 후방 환원제 분사부가 분사하는 환원제 분사량을 제어할 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템은 상기 제1 촉매의 전방에 배치되어 상기 제1 촉매로 유입되는 배기가스를 승온 가능한 가열부 및 상기 제1 촉매 전방의 배기가스 온도를 검출 가능한 온도 검출부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도 검출부가 검출한 온도 정보와 기설정된 온도 정보를 비교하여 상기 가열부의 동작을 제어할 수 있다.
또는, 상술한 배기가스 후처리 시스템의 상기 제1 촉매는 배기가스에 포함된 메탄을 처리하는 메탄 슬립 촉매이고, 상기 제2 촉매는 배기가스에 포함된 질소산화물을 처리하는 선택적 촉매 환원 촉매일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동력 장치는 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진과, 상기 엔진에서 배출된 배기가스가 통과하며 압력이 균일해지는 배기 리시브와 상기 배기 리시브와 구획 배치되고 배기가스에 포함된 메탄을 처리 가능한 제1 촉매 그리고 상기 제1 촉매 및 상기 배기 리시브와 구획 배치되고 배기가스에 포함된 질소산화물을 처리 가능한 제2 촉매가 설치된 통합 챔버와, 상기 배기 리시브를 통과한 배기가스를 상기 제1 촉매로 유입되도록 배기가스의 이동을 안내하는 제1 통합 라인과, 상기 배기 리시브를 통과한 배기가스를 상기 제2 촉매로 유입되도록 배기가스의 이동을 안내하는 제2 통합 라인, 그리고 상기 엔진으로 공급되는 연료의 정보에 따라 상기 배기 리시브를 통과한 배기가스가 상기 제1 촉매 또는 상기 제2 촉매를 통과하도록 배기가스의 이동을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 동력 장치는 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진과, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과 가능하며 배기가스에 포함된 메탄을 처리 가능한 제1 촉매와, 상기 엔진으로 공급되는 연료의 정보에 따라 상기 제1 촉매(200)를 통과하거나 상기 제1 촉매를 우회하도록 배기가스의 이동을 제어하는 제어부와, 상기 제1 촉매 후방에 배치되어 배기가스에 의해 회전되는 터빈, 그리고 상기 터빈 후방에 배치되어 배기가스에 포함된 질소산화물을 처리 가능하며 상기 제1 촉매를 통과하거나 상기 제1 촉매를 우회한 배기가스가 통과하는 제3 촉매를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동력 장치는 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진과, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과 가능하며 배기가스에 포함된 메탄을 처리 가능한 제1 촉매와, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과 가능하며 배기가스에 포함된 질소산화물을 처리 가능한 제2 촉매와, 상기 엔진으로 공급되는 연료의 정보에 따라 상기 제1 촉매 또는 상기 제2 촉매를 통과하도록 배기가스의 이동을 제어하는 제어부와, 상기 제1 촉매 및 상기 제2 촉매 후방에 배치되어 배기가스에 의해 회전되는 터빈과, 상기 터빈 후방에 배치되어 상기 터빈을 통과한 배기가스가 유입되는 제3 촉매, 그리고 상기 제2 촉매 또는 상기 제3 촉매 중 적어도 하나의 전방에 배치되고 상기 제어부에 의해 환원제 분사량이 조절되는 환원제 분사부를 포함한다.
또는, 상기 제어부는 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도 또는 상기 제3 촉매를 통과한 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도 중 어느 하나 이상을 기초로하여 상기 환원제 분사부를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 배기가스 후처리 시스템 및 이를 포함하는 동력 장치는 선택된 연료에 따라 발생되는 배기가스에 포함된 유해물질을 모두 저감시켜 외부로 배출시킬 수 있다.
도 1 및 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 동력 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 3 및 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 동력 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 5 및 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 동력 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 7 및 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 동력 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 9 및 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 동력 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 11 및 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 동력 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 13 및 14는 본 발명의 제7 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 동력 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템 또는 제9 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 동력 장치를 나타낸 도면이다.
도 16 및 17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 동력 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 18 및 19는 본 발명의 제9 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템을 포함하는 동력 장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예들에 따른 배기가스 후처리 시스템(10) 및 이를 포함하는 동력 장치(101)를 설명한다.
배기가스 후처리 시스템(10)은 엔진(100)에서 배출되는 배기가스를 후처리한다. 구체적으로, 배기가스 후처리 시스템(10)은 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진(100)에서 배출되는 배기가스에 포함된 유해성분이 외부로 바로 배출되는 것을 방지하기 위해 이를 처리하여 배출시킨다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)은, 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 촉매(200)와 제어부(400)를 포함할 수 있다.
제1 촉매(200)는 엔진(100)의 후방에 배치되어 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 통과되도록 할 수 있다.
제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료의 정보에 따라 제1 촉매(200)를 통과하거나 제1 촉매(200)를 우회하도록 배기가스의 이동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)에는 복수의 연료 중 엔진(100)으로 선택되어 공급되는 연료의 정보가 전달된다. 제어부(400)는 이러한 연료의 정보를 제공받아, 엔진(100)으로 공급되는 연료에 따라서 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 제1 촉매(200)를 통과하도록 안내할 수 있다. 또는, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료에 따라서 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하여 이동되도록 안내할 수 있다.
즉, 제어부(400)는 현재 엔진(100)으로 공급되는 연료를 연소시 배출되는 배기가스에 포함된 유해물질이 제1 촉매(200)를 통과하여 감소될 수 있다면 배기가스가 제1 촉매(200)를 통과하도록 배기가스를 이동을 안내할 수 있다.
따라서, 제어부(400)는 복수의 연료 중 현재 엔진(100)으로 공급되는 연료의 정보를 제공받아 현재의 연료를 연소시켜 배출되는 배기가스의 유해물질의 제거를 위해 제1 촉매(200)를 통과 또는 우회하도록 배기가스의 이동을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)의 제어부(400)는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 배기가스가 제1 촉매(200)를 통과하도록 할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 현재 엔진(100)으로 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하고 있는 정보를 제공받은 경우, 가스 또는 LNG를 포함하는 연료가 공급되어 연소되어 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 제1 촉매(200)를 통과한 후 외부로 배출되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)의 제어부(400)는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하도록 할 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 현재 엔진(100)으로 공급되는 연료가 디젤을 포함하고 있는 정보를 제공 받은 경우, 디젤을 포함하는 연료가 공급되어 연소되어 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하도록 안내할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)의 제1 촉매(200)는 메탄 슬립 촉매이고, 제2 촉매(300)는 선택적 환원 촉매일 수 있다.
제1 촉매(200)인 메탄 슬립 촉매는 엔진(100)에 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우 배출되는 배기가스에 포함된 메탄(CH4)이 저감되도록 처리하여 배출되도록 할 수 있다.
구체적으로, 엔진(100)에서 공급되는 연료가 LNG의 경우, LNG는 주성분이 메탄으로 이가 미연소되어 배기가스에 메탄이 포함된다. 이러한, 메탄은 온실가스의 주요 원인 중 하나이다. 따라서, 배기가스 후처리 시스템은 메탄을 저감시키기 않은 상태에서 외부로 메탄이 포함된 배기가스가 배출되면 외부에 환경에 유해한 영항을 끼칠 수 있다.
하지만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)은 제1 촉매(200)인 메탄을 저감시킬 수 있는 메탄 슬립 촉매를 포함하고 있어, 제어부(400)는 엔진(100)에서 공급되는 연료가 LNG 또는 가스를 포함하는 경우 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 제1 촉매(200)로 이동되도록 안내하여 배기가스에 포함된 메탄이 저감되도록 할 수 있다.
일예로, 제1 촉매(200)는 배기가스에 포함된 미연소된 메탄을 산화시켜 이를 분해시켜 외부로 배출되도록 할 수 있다.
제2 촉매(300)인 선택적 환원 촉매는 엔진(100)에 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물이 저감되도록 처리하여 배출되도록 할 수 있다.
구체적으로, 질소산화물은 인체 및 환경에 유해하여 이를 저감시키기 위한 노력이 요구되고 있다.
제어부(400)는 엔진(100)에 공급되는 연료가 디젤인 경우, 배기가스에는 질소산화물뿐만 아니라 황성분도 포함되어 있으나 이러한 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하여 이동되도록 할 수 있다. 이는 메탄 슬립 촉매인 제1 촉매(200)가 황성분에 의해 촉매 활성에 문제가 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)은 제2 촉매(300)인 질소산화물을 저감시킬 수 있는 선택적 환원 촉매를 포함하고 있어, 제어부(400)는 엔진(100)에서 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하여 제2 촉매(300)로 이동되도록 안내하여 배기가스에 포함된 질소산화물이 저감되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)은 배기 리시버(510)를 더 포함할 수 있다.
배기 리시버(510)는 엔진(100)에서 배출되는 배기가스를 수용하여 배기가스의 불균일한 압력 분포를 완화되도록 할 수 있다. 구체적으로, 배기 리시버(510)는 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 보다 상대적으로 엔진(100)과 가장 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 배기 리시버(510)를 통해 불균일한 압력 분포가 완화된 엔진(100)에서 배출된 배기가스가 제1 촉매(200) 또는 제2 촉매(300)로 유입될 수 있다.
또한, 배기 리시버(510)는 엔진(100)에서 배출되는 고온 및 고압의 배기가스의 압력을 균일하게 하여 제1 촉매(200) 또는 제2 촉매(300)로 유입되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)은 전방 환원제 분사부(610)를 더 포함할 수 있다.
전방 환원제 분사부(610)는 제2 촉매(300)로 유입되는 배기가스에 환원제를 분사 하여, 전방 환원제 분사부(610)로부터 분사된 환원제와 혼합된 배기가스가 제2 촉매(300)를 통과하도록 할 수 있다. 이때, 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스에 포함된 질소산화물은 물 또는 질소로 변환되어 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도가 저감될 수 있다.
구체적으로, 전방 환원제 분사부(610)는 제2 촉매(300)의 전방에 설치되어 제2 촉매(300)로 유입되는 배기가스에 환원제를 분사할 수 있다.
또한, 전방 환원제 분사부(610)는 제어부(400)에 의해 제어되어 분사되는 환원제량 및 이의 작동이 제어될 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 엔진(100)에 공급되는 연료정보에 따라 배기가스를 제2 촉매(300)로 이동되도록 하는 경우, 전방 환원제 분사부(610)를 동작시켜 제2 촉매(300)로 유입되는 배기가스에 환원제를 분사시킬 수 있다.
일예로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)은 엔진에서 배출되는 배기가스의 질소산화물 농도를 검출하는 전방 검출부재를 더 포함하고, 제어부(400)는 이의 정보를 기초로 제2 촉매(300) 전방에 분사되어야 할 환원제 분사량을 결정하여 전방 환원제 분사부(610)가 분사하는 환원제 분사량을 제어할 수 있다.
또는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)은 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스의 질소산화물 농도를 검출하는 후방 검출부재를 더 포함하고, 제어부(400)는 이의 정보를 기초로 제2 촉매(300) 전방에 분사되어야 할 환원제 분사량을 결정하여 전방 환원제 분사부(610)가 분사하는 환원제 분사량을 제어할 수 있다.
이러한 전방 환원제 분사부(610)의 환원제 분사량 제어의 구체적인 과정은 후술하는 제2 촉매(300)를 포함하는 배기가스 후처리 시스템들의 실시예가 동일하게 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)은 제1 라인(910)과 제2 라인(920)과 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)와 제3 밸브(830)와 제4 밸브(840)를 더 포함할 수 있다.
제1 라인(910)은 엔진(100)에서 배출된 배기가스가 제1 촉매(200)로 이동되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 제1 라인(910) 상에 제1 촉매(200)가 설치될 수 있다.
일예로, 제1 촉매(200)는 메탄 반응기(210) 내부에 배치되고, 이러한 메탄 반응기(210)가 제1 라인(910) 상에 설치될 수 있다.
제2 라인(920)은 엔진(100)에서 배출된 배기가스가 제2 촉매(300)로 이동되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 제2 라인(920) 상에 제2 촉매(300)가 설치될 수 있다.
일예로, 제2 촉매(300)는 SCR 반응기(310) 내부에 배치되고, 이러한 SCR 반응기(310)가 제2 라인(920) 상에 설치될 수 있다.
이때, 배기 리시버(510)는 제1 라인(910)과 제2 라인(920) 보다 엔진(100)에 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 라인(910)과 제2 라인(920)으로 공급되는 배기가스는 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스일 수 있다.
제1 밸브(810)는 제1 촉매(200) 전방에 배치되어 제1 촉매(200)로 유입되는 배기가스의 유입을 개폐할 수 있다. 또한, 제1 밸브(810)는 제어부(400)에 의해 개폐가 선택적으로 제어될 수 있다. 구체적으로, 제1 밸브(810)는 제1 촉매(200) 전방의 제1 라인(910) 상에 설치될 수 있다.
제2 밸브(820)는 제1 촉매(200) 후방에 배치되어 제1 촉매(200)를 통과하여 배출되는 배기가스의 이동을 선택적으로 제한할 수 있다. 또한, 제2 밸브(820)는 제어부(400)에 의해 개폐가 선택적으로 제어될 수 있다. 구체적으로, 제2 밸브(820)는 제1 촉매(200) 후방의 제1 라인(910) 상에 설치될 수 있다.
제3 밸브(830)는 제2 촉매(300) 전방에 배치되어 제2 촉매(300)로 유입되는 배기가스의 유입을 개폐할 수 있다. 또한, 제3 밸브(830)는 제어부(400)에 의해 개폐가 선택적으로 제어될 수 있다. 구체적으로, 제3 밸브(830)는 제2 촉매(300) 전방의 제2 라인(920) 상에 설치될 수 있다.
제4 밸브(840)는 제2 촉매(300) 후방에 배치되어 제2 촉매(300)를 통과하여 배출되는 배기가스의 이동을 선택적으로 제한할 수 있다. 또한, 제4 밸브(840)는 제어부(400)에 의해 개폐가 선택적으로 제어될 수 있다. 구체적으로, 제4 밸브(840)는 제2 촉매(300) 후방의 제2 라인(920) 상에 설치될 수 있다.
즉, 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 도 1에 도시한 바와 같이, 배기 리시브(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)를 통과하도록 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)를 개방할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 배기가스가 제2 촉매(300)로 유입되지 않도록 제3 밸브(830)와 제4 밸브(840)를 폐쇄시킬 수 있다.
또는, 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 배기 리시브(510)를 통과한 배기가스가 제2 촉매(300)를 통과하도록 제3 밸브(830)와 제4 밸브(840)를 개방할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하여 제2 촉매(300)에 유입되도록 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)를 폐쇄시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스의 후처리 시스템(10)은 우회 라인(930)과 우회 밸브(850) 그리고 터빈(710)를 포함할 수 있다.
우회 라인(930)은 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 모두를 우회하여 이동되도록 안내할 수 있다.
또한, 우회 밸브(850)는 우회 라인(930) 상에 배치될 수 있다.
터빈(710)는 제1 촉매(200) 및 제2 촉매(300)의 후방에 배치될 수 있다. 터빈(710)는 배기가스에 의해 회전될 수 있다. 구체적으로, 과급기(700)는 터빈(710)와 압축기(720)를 포함할 수 있다. 터빈(710)에 회전에 의해 압축기(720)가 회전되고, 이에 따라 압축기(720)는 엔진(100)의 연소에 필요한 외기를 압축시켜 엔진(100)에 공급할 수 있다.
또한, 우회 라인(930)은 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)를 우회한 배기가스가 터빈(710)로 공급되도록 안내할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)에서 우회 밸브(850)는 엔진(100)으로 공급되는 연료와 무관하게 제어부(400)에 의해 개폐될 수 있다. 우회 밸브(850)는 배기가스의 후처리가 불필요한 경우나 제1 촉매(200) 또는 제2 촉매(300)의 유지보수가 필요한 경우 개방될 수 있다.
배기가스의 후처리가 불필요한 경우, 배기가스 후처리 시스템(10)이 선박에 설치되어 배기가스 후처리가 필요없는 배기가스 비규제해역을 항해하는 경우일 수 있다.
이와 같이, 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 모두 터빈(710) 전방에 배치되어 있어, 고온의 배기가스가 이들을 통과할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)을 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)은 앞서 서술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)의 제1 촉매(200)와 배기 리시버(510) 그리고 제어부(400)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)은 터빈(710)와 제3 촉매(410)를 더 포함할 수 있다.
터빈(710)는 제1 촉매(200)의 후방에 배치되고, 엔진(100)에서 배출된 배기가스에 의해 회전될 수 있다. 구체적으로, 과급기(700)는 터빈(710)와 압축기(720)를 포함할 수 있다. 터빈(710)에 회전에 의해 압축기(720)가 회전되고, 이에 따라 압축기(720)는 엔진(100)의 연소에 필요한 외기를 압축시켜 엔진(100)에 공급할 수 있다.
즉, 터빈(710)는 제1 촉매(200)를 통과한 배기가스가 통과되도록 제1 촉매(200) 보다 후방에 배치될 수 있다.
제3 촉매(410)는 터빈(710) 후방에 배치될 수 있다. 제3 촉매(410)로 유입되는 배기가스는 터빈(710)를 통과한 배기가스일 수 있다.
제3 촉매(410)는 앞서 제2 촉매(300)와 동일한 촉매일 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)의 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 LNG인 경우, 엔진(100)으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 메탄을 저감시키기 위해 배기가스가 제1 촉매(200)로 유입되도록 안내할 수 있다.
또는, 제어부(400)는 엔진(100)에서 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하여 제3 촉매(410)로 이동되도록 안내하여 배기가스에 포함된 질소산화물이 저감되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)의 제3 촉매(410)는 터빈(710) 후방에 배치되어 제1 촉매(200)를 통과하거나 제1 촉매(200)를 우회한 배기가스가 모두 통과될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)은 제1 라인(910)과 우회 라인(930)과 터빈 라인(940)과 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)와 우회 밸브(850) 그리고 후방 환원제 분사부(620)를 더 포함할 수 있다.
제1 라인(910)은 엔진(100)에서 배출된 배기가스가 제1 촉매(200)로 이동되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 제1 라인(910) 상에 제1 촉매(200)가 설치될 수 있다.
일예로, 제1 촉매(200)는 메탄 반응기(210) 내부에 배치되고, 이러한 메탄 반응기(210)가 제1 라인(910) 상에 설치될 수 있다.
우회 라인(930)은 제1 라인(910)과 연결되어 제1 촉매(200)을 우회한 배기가스가 이동되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 우회 라인(930)은 제1 촉매(200) 전방의 제1 라인(910)과 제1 촉매(200) 후방의 제1 라인(910)과 연결되어 제1 촉매(200)를 우회한 배기가스가 터빈(710)로 이동되도록 안내할 수 있다.
터빈 라인(940)은 터빈(710)와 연결되어, 터빈(710)를 통과한 제1 촉매(200)를 통과하거나 제1 촉매(200)를 우회한 배기가스가 통과 되도록 할 수 있다.
그리고, 이러한 터빈 라인(940) 상에 제3 촉매(410)가 설치될 수 있다. 구체적으로, 제3 촉매(410)는 저압 SCR 반응기(420) 내부에 설치되고, 저압 SCR 반응기(420)는 터빈 라인(940) 상에 설치될 수 있다.
배기 리시버(510)는 제1 라인(910)과 우회 라인(930) 보다 엔진(100)에 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 라인(910)과 우회 라인(930)으로 공급되는 배기가스는 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스일 수 있다.
제1 밸브(810)는 제1 촉매(200) 전방에 배치되어 제1 촉매(200)로 유입되는 배기가스의 유입을 개폐할 수 있다. 또한, 제1 밸브(810)는 제어부(400)에 의해 개폐가 선택적으로 제어될 수 있다. 구체적으로, 제1 밸브(810)는 제1 촉매(200) 전방의 제1 라인(910) 상에 설치될 수 있다.
제2 밸브(820)는 제1 촉매(200) 후방에 배치되어 제1 촉매(200)를 통과하여 배출되는 배기가스의 이동을 선택적으로 제한할 수 있다. 또한, 제2 밸브(820)는 제어부(400)에 의해 개폐가 선택적으로 제어될 수 있다. 구체적으로, 제2 밸브(820)는 제1 촉매(200) 후방의 제1 라인(910) 상에 설치될 수 있다.
우회 밸브(850)는 우회 라인(930) 상에 설치되어 우회 라인(930)을 통과하는 배기가스의 이동을 선택적으로 제한할 수 있다. 또한, 우회 밸브(850)는 제어부(400)에 의해 개폐가 선택적으로 제어될 수 있다.
후방 환원제 분사부(620)는 제3 촉매(410) 전방의 터빈 라인(940) 상에 설치될 수 있다. 또한, 후방 환원제 분사부(620)는 제어부(400)에 의해 제어되어 분사되는 환원제량 및 이의 작동이 제어될 수 있다. 구체적으로, 제어부(400)는 엔진(100)에 공급되는 연료정보에 따라 배기가스를 제3 촉매(410)로 이동되도록 하는 경우, 후방 환원제 분사부(620)를 동작시켜 제3 촉매(410)로 유입되는 배기가스에 환원제를 분사시킬 수 있다.
즉, 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 배기 리시브(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)를 통과하도록 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)를 개방할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 배기가스가 우회 라인(930)을 통과하여 제1 촉매(200)를 우회하지 않도록 우회 밸브(850)를 폐쇄시킬 수 있다. 그리고, 제1 촉매(200)를 통과한 배기가스는 터빈(710)를 통과한 후 제3 촉매(410)로 유입되도록 할 수 있다.
또는, 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 배기 리시브(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하도록 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)를 폐쇄하고 우회 라인(930)을 통과하도록 우회 밸브(850)를 개방시킬 수 있다. 이때, 우회 라인(930)을 통과한 배기가스는 터빈(710)를 통과한 후 제3 촉매(410)로 유입될 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(30)을 설명한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(30)은 앞서 서술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10) 및 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)이 포함하는 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)와 제3 촉매(410)와 배기 리시버(510)와 터빈(710) 그리고 제어부(400)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(30)은 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)와 제3 촉매(410)와 배기 리시버(510)와 터빈(710) 그리고 제어부(400)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(30)의 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 배기 리시브(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)를 통과한 후 터빈(710)를 통해 제3 촉매(410)로 유입되도록 할 수 있다.
또는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 배기 리시브(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하여 제2 촉매(300)를 통과하도록 한다. 또한, 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스는 터빈(710)를 통과하고 제3 촉매(410)로 유입되도록 할 수 있다.
구체적으로, 제2 촉매(300)를 통과하는 배기가스는 터빈(710)를 통과하기 전임으로 제3 촉매(410)로 유입되는 배기가스보다 상대적으로 고온 고압 상태일 수 있다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(30)은 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 그리고 제3 촉매(410)를 포함하고 있어, 배기가스에 포함된 유해성분을 효과적으로 처리할 수 있다. 즉, 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스가 제3 촉매(410)를 한번 더 통과할 수 있어, 배기가스에 포함된 질소산화물을 더욱 효과적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(30)은 상술한 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)의 제1 라인(910)과 제2 라인(920)과 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)와 제3 밸브(830)와 제4 밸브(840)과 전방 환원제 분사부(610)를 포함할 수 있다. 그리고 본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(30)은 상술한 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)의 터빈 라인(940)과 후방 환원제 분사부(620)를 포함할 수 있다. 환원제 분사부(600)는 전방 환원제 분사부(610)와 후방 환원제 분사부(620)를 포함할 수 있다.
즉, 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 배기 리시브(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)를 통과하도록 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)를 개방할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 배기가스가 제2 라인(920)을 통과하지 않도록 제3 밸브(830)와 제4 밸브(840)를 폐쇄시킬 수 있다. 그리고, 제1 촉매(200)를 통과한 배기가스는 터빈(710)를 통과한 후 제3 촉매(410)로 유입되도록 할 수 있다.
또는, 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 배기 리시브(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하도록 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)를 폐쇄하고, 제2 촉매(300)로 유입되도록 제3 밸브(830)와 제4 밸브(840)를 개방할 수 있다. 이때, 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스는 터빈(710)를 통과한 후 제3 촉매(410)로 유입될 수 있다. 그리고, 제어부(400)는 전방 환원제 분사부(610)와 후방 환원제 분사부(620)의 작동 및 환원제 분사량을 제어하여 제2 촉매(300)와 제3 촉매(410)로 유입되는 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시킬 수 있다.
이때, 제2 촉매(300)는 엔진(100)의 주 운전조건(엔진 부하 50% 내지 75%)일때까지 질소산화물이 저감 되도록 설계될 수 있다. 또한, 제3 촉매(410)는 엔진의 주 운전조건을 초과하는 운전조건(엔진 부하 100%)일 때 제2 촉매(300)만을 통과하여 배기가스에 포함된 질소산화물의 저감 조건을 못하는 경우에도 이를 저감시킬 수 있도록 설계될 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(40)을 설명한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(40)은 앞서 서술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)과 동일한 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)와 배기 리시버(510) 그리고 제어부(400)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(40)은 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)와 배기 리시버(510)와 가열부(530)와 온도 검출부(540) 그리고 제어부(400)를 포함할 수 있다.
가열부(530)는 제1 촉매(200)의 전방에 배치될 수 있다. 구체적으로, 가열부(530)는 제1 촉매(200)로 유입되는 배기가스를 승온할 수 있다. 즉, 가열부(530)는 승온된 배기가스를 제1 촉매(200)로 유입되도록 할 수 있다. 그리고, 가열부(530)는 제어부(400)에 의해 동작될 수 있다.
온도 검출부(540)는 제1 촉매(200) 전방의 배기가스 온도를 검출할 수 있다. 구체적으로, 온도 검출부(540)는 가열부(530)와 제1 촉매(200) 사이의 제1 촉매(200) 전방에 배치되어 제1 촉매(200)로 유입되는 배기가스의 온도를 검출할 수 있다. 이에 따라, 온도 검출부(540)는 가열부(530)가 작동시 승온된 배기가스의 온도 또한 검출하여 제어부(400)에 전달할 수 있다.
제어부(400)는 온도 검출부(540)가 검출한 제1 촉매(200) 전방의 배기가스 온도 정보와 기설정된 온도 정보를 비교하여 가열부(530)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 온도 검출부(540)가 검출한 온도 정보에 따라 가열부(530)의 작동을 선택적으로 제어할 수 있다.
구체적으로, 메탄을 처리할 수 있는 메탄 슬립 촉매인 제1 촉매(200)는 저온일 경우 메탄의 저감 효율이 저하되는 문제점이 있다. 이에 따라, 제어부(400)는 제1 촉매(200)가 메탄 저감 효율이 적정선을 유지할 수 있도록 가열부(530)를 동작시켜 승온된 배기가스가 제1 촉매(200)로 공급되도록 할 수 있다.
일예로, 제어부(400)에는 제1 촉매(200)로 유입되는 배기가스가 350도 내지 450도(℃)를 유지할 수 있도록 기설정된 온도 정보를 비교할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 제1 촉매(200)로 유입되는 배기가스가 350도 미만인 경우, 가열부(530)를 동작시킬 수 있다. 또한, 제어부(400)는 제1 촉매(200)로 유입되는 배기가스가 450도 초과인 경우, 가열부(530)의 동작을 중지시킬 수 있다.
또한, 제4 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(40)은 앞서 서술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)과 동일한 제1 라인(910)과 제2 라인(920)과 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)와 제3 밸브(830)와 제4 밸브(840)를 포함할 수 있다. 그리고, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료의 정보에 따라 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)와 제3 밸브(830) 그리고 제4 밸브(840)의 개폐를 조절할 수 있습니다. 이러한 제어부(400)에 의핸 밸브들의 제어 과정은 앞서 서술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)과 동일하다.
이하, 도 9 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(50)을 설명한다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(50)은 앞서 서술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)과 동일한 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)와 배기 리시버(510)와 후방 환원제 분사부(620)와 터빈(710) 그리고 제어부(400)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(50)은 엔진(100)에서 배출되는 배기가스의 정보를 포함하는 제1 검출부재(560)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(50)은 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)와 배기 리시버(510)와 터빈(710)와 후방 환원제 분사부(620)와 제1 검출부재(560) 그리고 제어부(400)를 더 포함할 수 있다.
제1 검출부재(560)는 엔진(100)에서 배출되는 배기가스의 정보를 검출할 수 있다. 구체적으로, 제1 검출부재(560)는 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도를 검출할 수 있다.
제어부(400)는 제1 검출부재(560)가 검출한 정보를 기초로 후방 환원제 분사부(620)가 분사하는 환원제 분사량을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 배기 리시브(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하여 제3 촉매(410)로 공급될 때 이의 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도를 저감시키기 위해 필요한 환원제 분사량을 제1 검출부재(560)가 검출한 정보를 기초하여 제어할 수 있다.
또는, 본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(50)은 제2 검출부재(570)를 포함할 수 있다.
제2 검출부재(570)는 제3 촉매(410)를 통과한 배기가스의 정보를 검출할 수 있다. 구체적으로, 제2 검출부재(570)는 제3 촉매(410)를 통과하여 질소산화물의 농도가 저감된 상태의 배기가스 내에 포함된 질소산화물의 농도를 검출할 수 있다. 즉, 제2 검출부재(570)는 제3 촉매(410)의 후방에 배치될 수 있다.
제어부(400)는 제2 검출부재(570)가 검출한 정보를 기초로 후방 환원제 분사부(620)가 분사하는 환원제 분사량을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 제1 촉매(200)를 우회하여 제3 촉매(410)를 통과한 배기가스가 외부로 배출전의 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도를 기초로 후방 환원제 분사부(620)가 분사하는 환원제 분사량을 제어할 수 있다.
따라서, 제어부(400)는 제2 검출부재(570)가 검출한 정보에 따라 기설정의 질소산화물의 농도를 만족하지 못하는 경우, 후방 환원제 분사부(620)로부터 공급되는 환원제 분사량을 증가시켜 제3 촉매(410)를 통과한 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도가 기설정된 목표값을 만족하도록 제어할 수 있다.
제2 검출부재(570)가 검출한 정보를 기초로 후방 환원제 분사부(620)의 분사량을 제어할 수 있어, 제1 검출부재(560)가 검출한 정보를 기초로 후방 환원제 분사부(620)의 분사량을 제어하는 것에 비해 실제 외부로 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물의 저감 목표값을 효과적으로 만족시킬 수 있다.
또는, 본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(50)은 제1 검출부재(560)와 제2 검출부재(570) 모두를 포함할 수 있다.
제어부(400)는 제1 검출부재(560)가 검출한 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도를 기초로 후방 환원제 분사부(620)가 최초로 분사할 환원제 분사량을 결정하고, 제2 검출부재(570)가 검출한 제3 촉매(410)를 통과한 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도를 기초로 후방 환원제 분사부(620)의 환원제 분사량을 조절할 수 있다. 제어부(400)는 제3 촉매(410)를 통과하여 외부로 배출될 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도가 목표값이 도달할 수 있도록 제2 검출부재(570)가 검출한 정보를 기초 후방 환원제 분사부(620)가 분사할 환원제 분사량을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(50)은 앞서 서술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)이 포함하는 제1 라인(910)과 우회 라인(930)과 터빈 라인(940)과 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820) 그리고 우회 밸브(850)를 동일하게 포함할 수 있다. 또한, 제어부(400)가 엔진(100)의 공급도는 연료의 정보에 따라 밸브들을 제어하는 과정은 앞서 서술한 본 발명의 제2 실시예와 동일할 수 있다.
이하, 도 11 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(60)을 설명한다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(60)은 배기 리시버(510)와 제2 촉매(300)가 배치된 통합 챔버(111) 및 제1 촉매(200)를 포함할 수 있다.
통합 챔버(111)에는 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 유입되어 배기가스의 불균일한 압력분포를 완화시킬 수 있는 배기 리시버(510)와 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도를 저감시키는 제2 촉매(300)가 설치될 수 있다.
구체적으로, 통합 챔버(111)의 일측에는 배기 리시버(510)가 형성되고, 타측에는 제2 촉매(300)가 배치될 수 있다. 통합 챔버(111)의 일영역에는 배기가스의 압력을 균일화시킬 수 있는 배기 리시버(510)가 형성되고, 타영역에는 제2 촉매(300)가 설치될 수 있다. 그리고, 통합 챔버(111)의 일영역과 타영역은 연통되도록 할 수 있다.
또한, 통합 챔버(111)는 제1 촉매(200) 보다 엔진(100)에 상대적으로 인접하게 배치될 수 있다.
일예로, 통합 챔버(111)는 일방향으로 길게 형성될 수 있다. 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 통합 챔버(111)의 일방향을 따라 제2 촉매(300)를 통과되도록 설치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제6 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(60)은 통합 챔버(111) 내에 배기 리시버(510)와 제2 촉매(300)가 함께 배치될 수 있어, 컴팩트하게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 제6 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(60)은 제1 라인(910)과 통합 챔버 라인(960)과 제2 촉매 우회 라인(950)과 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)와 제2 촉매 우회 밸브(850)와 제5 밸브(870)와 제6 밸브(880)와 전방 환원제 분사부(610) 그리고 터빈(710)를 포함할 수 있다.
제1 라인(910)은 엔진(100)에서 배출된 배기가스가 통과되도록 안내할 수 있다. 또한, 제1 라인(910) 상에는 제1 촉매(200)가 설치될 수 있다. 구체적으로, 제1 촉매(200)가 내부에 설치된 메탄 반응기(210)가 제1 라인(910) 상에 배치될 수 있다.
터빈(710)는 제1 촉매(200) 후방에 배치될 수 있다.
통합 챔버 라인(960)은 엔진(100)에서 배출된 배기가스가 통합 챔버(111)의 적어도 일부분을 통해 터빈(710)로 이동되도록 안내할 수 있다. 통합 챔버(111)는 통합 챔버 라인(960)에 설치될 수 있다.
일예로, 통합 챔버 라인(960)은 통합 챔버(111)의 타측과 터빈(710) 사이를 연결할 수 있다. 그리고 제1 라인(910)의 일단은 통합 챔버(111)와 인접한 통합 챔버 라인(960)과 연결되고, 제1 라인(910)의 타단은 터빈(710)와 인접한 통합 챔버 라인(960)과 연결될 수 있다.
제2 촉매 우회 라인(950)은 통합 챔버(111)와 통합 챔버 라인(690) 사이를 연결할 수 있다. 또한, 제2 촉매 우회 라인(950)은 통합 챔버(111) 내의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제2 촉매(300)를 우회하여 통합 챔버 라인(690) 또는 제1 촉매(200)로 공급되도록 할 수 있다.
구체적으로, 제2 촉매 우회 라인(950)의 일단은 통합 챔버 라인(960)의 일측과 연결되고, 제2 촉매 우회 라인(950)의 타단은 통합 챔버 라인(960)과 연결될 수 있다. 또한, 제2 촉매 우회 라인(950)의 타단은 통합 챔버 라인(960) 타측과 제1 라인(910)의 일단 사이의 통합 챔버 라인(960)과 연결될 수 있다.
전방 환원제 분사부(610)는 통합 챔버(111) 내의 제2 촉매(300) 전방에 환원제가 분사되도록 배치될 수 있다. 또한, 제어부(400)는 전방 환원제 분사부(610)의 동작 및 환원제 분사량을 제어할 수 있다.
제1 밸브(810)는 제1 촉매(200) 전방의 제1 라인(910) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제2 밸브(820)는 제1 촉매(200) 후방의 제1 라인(910) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제2 촉매 우회 밸브(860)는 제2 촉매 우회 라인(950) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제5 밸브(870)는 통합 챔버(111) 타측과 제2 촉매 우회 라인(950)의 타단 사이의 통합 챔버 라인(960) 상에 설치될 수 있다. 제5 밸브(870)는 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다. 구체적으로, 제5 밸브(870)는 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스가 통합 챔버 라인(960)으로 유입되는 것을 선택적으로 제어할 수 있다.
제6 밸브(880)는 제1 라인(910)의 일단과 제1 라인(910)의 타단 사이의 통합 챔버 라인(960) 상에 설치될 수 있다. 제6 밸브(880)는 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 도 11에 도시한 바와 같이, 제5 밸브(870)와 제6 밸브(880)를 닫을 수 있다. 또한, 제어부(400)는 제2 촉매 우회 밸브(860)와 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)를 개방시킬 수 있다. 따라서, 제어부(400)는 통합 챔버(111)의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제2 촉매 우회 라인(950)을 통해 제2 촉매(300)를 우회하고 제1 라인(910)을 통해 제1 촉매(200)를 통과할 수 있다. 그리고 제1 촉매(200)를 통과하여 메탄이 저감된 배기가스는 터빈(710)를 통과할 수 있다.
또는, 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 촉매 우회 밸브(860)와 제1 밸브(810) 그리고 제2 밸브(820)를 닫을 수 있다. 또한, 제어부(400)는 제5 밸브(870)와 제6 밸브(880)를 개방시킬 수 있다. 그리고, 제어부(400)는 전방 환원제 분사부(610)를 작동시켜 환원제가 분사되도록 할 수 있다.
따라서, 제어부(400)는 통합 챔버(111)의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 환원제와 혼합되어 통합 챔버(111)의 길이방향을 따라 제2 촉매(300)를 통과하도록 할 수 있다. 그리고 제2 촉매(300)를 통과하여 질소산화물이 저감된 배기가스는 통합 챔버 라인(860)을 통해 터빈(710)를 통과할 수 있다.
이하, 도 13 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 제7 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(70)을 설명한다.
본 발명의 제7 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(70)은 앞서 서술한 본 발명의 제6 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(60)과 동일한 배기 리시버(510)와 제2 촉매(300)가 배치된 통합 챔버(111)와, 터빈(710)와, 제1 촉매(200), 그리고 제어부(400)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제7 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(70)은 배기 리시버(70)와 제2 촉매(300)가 배치된 통합 챔버(111)와, 터빈(710)와, 제1 촉매(200)와, 제어부(400), 그리고 제3 촉매(410)를 포함할 수 있다.
제3 촉매(410)는 앞서 서술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)과 동일하게 배치될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제7 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(70)은 앞서 서술한 본 발명의 제6 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(60)이 포함한 제1 라인(910)과 통합 챔버 라인(60)과 제2 촉매 우회 라인(950)과 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)와 제2 촉매 우회 밸브(860)와 제5 밸브(870)와 제6 밸브(880) 그리고 전방 환원제 분사부(610)를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 제7 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(70)은 앞서 서술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(20)이 포함한 터빈 라인(940)과 후방 환원제 분사부(620)를 더 포함할 수 있다.
제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 도 13에 도시한 바와 같이, 제5 밸브(870)와 제6 밸브(880)를 닫을 수 있다. 또한, 제어부(400)는 제2 촉매 우회 밸브(860)와 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)를 개방시킬 수 있다. 따라서, 제어부(400)는 통합 챔버(111)의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제2 촉매 우회 라인(950)을 통해 제2 촉매(300)를 우회하고 제1 라인(910)을 통해 제1 촉매(200)를 통과할 수 있다. 그리고 제1 촉매(200)를 통과하여 메탄이 저감된 배기가스는 터빈(710)를 통과할 수 있다. 마지막으로, 터빈(710)를 통과한 배기가스는 제3 촉매(410)를 통과하여 외부로 배출될 수 있다.
또는, 제어부(400)는, 엔진(100)에 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 도 14에 도시한 바와 같이, 제2 촉매 우회 밸브(860)와 제1 밸브(810) 그리고 제2 밸브(820)를 닫을 수 있다. 또한, 제어부(400)는 제5 밸브(870)와 제6 밸브(880)를 개방시킬 수 있다. 그리고, 제어부(400)는 전방 환원제 분사부(610) 또는 후방 환원제 분사부(620)를 작동시켜 환원제가 분사되도록 할 수 있다.
구체적으로, 제어부(400)는 엔진(100)의 운전상태 또는 부하 상태등을 고려하여 전방 환원제 분사부(610) 또는 후방 환원제 분사부(620) 중 적어도 하나 이상을 동작시켜 환원제 분사가 이뤄지도록 할 수 있다.
따라서, 제어부(400)는 통합 챔버(111)의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 환원제와 혼합되어 통합 챔버(111)의 길이방향을 따라 제2 촉매(300)를 통과하도록 할 수 있다. 또한, 제2 촉매(300)를 통과하여 질소산화물이 저감된 배기가스는 통합 챔버 라인(960)을 통해 터빈(710)를 통과할 수 있다. 그리고, 터빈(710)를 통과한 배기가스는 터빈 라인(940)을 통해 제3 촉매(410)로 유입될 수 있다. 이때, 제어부(400)는 제3 촉매(410)로 유입되는 배기가스에 엔진(100)의 운전상태등이 고려되어 후방 환원제 분사부(620)에 의해 선택적으로 환원제 분사 및 분사량이 조절할 수 있다.
이하, 도 15 내지 도 17를 참조하여, 본 발명의 제8 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(80)을 설명한다.
본 발명의 제8 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(80)은 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 그리고 배기 리시버(510)가 구획되어 배치된 통합 챔버(112)와, 전방 환원제 분사부(610), 그리고 제어부(400)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제8 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(80)의 통합 챔버(112)는 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 그리고 배기 리시버(510)가 챔버 내부의 구획된 공간 상에 배치될 수 있다.
통합 챔버(112) 내부의 일영역에는 배기 리시버(510)가 형성될 수 있다. 또한, 통합 챔버(112) 내부의 타영역에는 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)가 서로 이격 및 구획되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 통합 챔버(112)의 일영역은 통합 챔버(112) 중 엔진(100)과 상대적으로 인접한 영역일 수 있다.
배기 리시버(510)가 형성된 통합 챔버(112)의 일영역은 배기가스의 흐름 방향에서 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 보다 상류에 배치될 수 있다.
통합 챔버(112) 내부에는 약 "L"자형으로 형성된 제1 구획부재(231)와 제2 구획부재(232)가 배치될 수 있다. 제1 구획부재(231)는 제1 촉매(200)가 설치되도록 통합 챔버(112)의 타영역 일측 내부를 구획할 수 있다. 제2 구획부재(232)는 제2 촉매(300)가 설치되도록 통합 챔버(112)의 타영역 타측 내부를 구획할 수 있다. 또한, 제1 구획부재(231)와 제2 구획부재(232)는 서로가 마주보며 이격 배치될 수 있다.
이러한 통합 챔버(112) 내부의 이격 공간으로는 배기 리시버(510)로 유입된 배기가스가 관통할 수 있다. 구체적으로, 통합 챔버(112) 내부로 유입되어 배기 리시버(510)를 통과하여 통합 챔버(112) 내부의 제1 구획부재(231)와 제2 구획부재(232)가 이격된 공간사이를 통해 통합 챔버(112)로부터 배출되는 배기가스는 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 모두를 우회하여 이동될 수 있다.
또한, 통합 챔버(112)는 일방향으로 길게 형성될 수 있다. 이때, 통합 챔버(112)의 일방향은 배기 리시버(510)로 유입되는 배기가스의 흐름과 교차하는 방향일 수 있다.
전방 환원제 분사부(610)는 제2 촉매(300)가 설치된 영역으로 유입되는 배기가스에 환원제를 분사할 수 있다.
제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 배기 리시버(510)를 통과 후 제1 촉매(200)를 통과하도록 제어할 수 있다. 또는, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 배기 리시버(510)를 통과 후 제1 촉매(200)를 우회한 제2 촉매(300)로 공급되도록 제어할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제8 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(80)의 통합 챔버(112)는 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 그리고 배기 리시버(510)가 챔버 내부의 구획된 공간 상에 배치될 수 있어, 컴팩트하게 배치될 수 있다.
또한, 통합 챔버(112)는 배기 리시버(510)로 고온의 배기가스가 공급될 수 있어, 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)가 저온에 의해 피독 및 성능 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제8 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(80)은 제1 통합 라인(632)과 제2 통합 라인(631)과 제3 통합 라인(634)과 제4 통합 라인(633)과 제5 통합 라인(640)과 제1 통합 밸브(636)와 제2 통합 밸브(635)와 제3 통합 밸브(639)와 제4 통합 밸브(637)과 제5 통합 밸브(630) 그리고 터빈(710)를 포함할 수 있다.
제1 통합 라인(632) 통합 챔버(112)의 일영역의 일측과 제1 촉매(200)가 설치된 통합 챔버(112)의 타영역의 일측을 연결할 수 있다. 구체적으로, 제1 통합 라인(632)은 통합 챔버(112)의 배기 리시버(510)가 형성된 일영역과 제1 촉매(200)가 설치된 통합 챔버(112)의 타영역을 연결하여, 배기 리시버(510)를 통과하여 균일한 압력을 갖는 배기가스가 제1 촉매(200)로 공급되도록 안내할 수 있다. 즉, 제1 촉매(200)를 향해 유입되는 배기가스는 제2 촉매(300)를 우회한 배기가스일 수 있다.
제2 통합 라인(631)은 통합 챔버(112)의 일영역의 타측과 제2 촉매(300)가 설치된 통합 챔버(112)의 타영역의 타측을 연결할 수 있다. 구체적으로, 제2 통합 라인(631)은 통합 챔버(112)의 배기 리시버(510)가 형성된 일영역과 제2 촉매(300)가 설치된 통합 챔버(112)의 타영역을 연결하여, 배기 리시버(510)를 통과하여 균일한 압력을 갖는 배기가스가 제2 촉매(300)로 공급되도록 안내할 수 있다. 즉, 제2 촉매(300)를 향해 유입되는 배기가스는 제1 촉매(200)를 우회한 배기가스일 수 있다.
터빈(710)는 통합 챔버(112)를 통과한 배기가스에 의해 회전될 수 있다. 구체적으로, 터빈(710)는 통합 챔버(112)의 후방에 배치될 수 있다.
제3 통합 라인(634)은 제1 촉매(200)를 통과한 배기가스가 터빈(710)를 향해 이동되도록 안내할 수 있다.
제4 통합 라인(633)은 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스가 터빈(710)를 향해 이동되도록 안내할 수 있다.
제5 통합 라인(640)은 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 통합 챔버(112) 외부로 배출되어 터빈(710)를 향해 이동되도록 안내할 수 있다. 구체적으로, 제5 통합 라인(640)은 제1 구획부재(231)와 제2 구획부재(232)가 서로 이격된 통합 챔버(112)의 타영역과 터빈(710) 사이로 배기가스가 이동되도록 안내할 수 있다.
또한, 제3 통합 라인(634)의 일단은 제1 촉매(200)를 통과한 배기가스가 유입되도록 통합 챔버(112)와 연결되고, 제3 통합 라인(634)의 타단은 터빈(710) 전방의 제5 통합 라인(640)에 합류될 수 있다.
그리고, 제4 통합 라인(633)의 일단은 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스가 유입되도록 통합 챔버(112)와 연결되고, 제4 통합 라인(633)의 타단은 터빈(710) 전방의 제5 통합 라인(640)에 합류될 수 있다.
제1 통합 밸브(636)는 제1 통합 라인(632) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제2 통합 밸브(635)는 제2 통합 라인(631) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제3 통합 밸브(639)는 제3 통합 라인(634) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제4 통합 밸브(637)는 제4 통합 라인(633) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제5 통합 밸브(630)는 제5 통합 라인(640) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
구체적으로, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 도 16에 도시한 바와 같이, 제2 통합 밸브(635)와 제4 통합 밸브(637)와 제5 통합 밸브(630)를 닫을 수 있다. 또한, 제어부(400)는 제1 통합 밸브(636)와 제3 통합 밸브(639)를 개방할 수 있다. 제어부(400)는 엔진(100)으로부터 배출되어 통합 챔버(112) 내부의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제1 통합 라인(632)을 통해 제1 촉매(200)로 유입되도록 안내할 수 있다. 이때, 배기가스는 제1 촉매(200)를 통과하며 배기가스에 포함된 메탄가스가 처리될 수 있다.
그리고, 제1 촉매(200)를 통과한 배기가스는 제3 통합 라인(634)을 통해 제5 통합 라인(640)과 합류되어 터빈(710)를 회전시킬 수 있다. 즉, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제2 촉매(300)를 우회하고 제1 촉매(200)로 공급되도록 안내할 수 있다.
또는, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 도 17에 도시한 바와 같이, 제2 통합 밸브(635)와 제4 통합 밸브(637)를 개방할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 제1 통합 밸브(636)와 제3 통합 밸브(639) 그리고 제5 통합 밸브(630)를 닫을 수 있다. 제어부(400)는 엔진(100)으로부터 배출되어 통합 챔버(112) 내부의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제2 통합 라인(631)을 통해 제2 촉매(300)로 유입되도록 안내할 수 있다. 제어부(400)는 전방 환원제 분사부(610)를 동작시켜 분사된 환원제와 혼합된 배기가스가 제2 촉매(300)로 유입되도록 할 수 있다. 이때, 배기가스는 제2 촉매(300)를 통과하며 배기가스에 포함된 질소산화물이 처리될 수 있다.
그리고, 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스는 제4 통합 라인(633)을 통해 제5 통합 라인(640)과 합류되어 터빈(710)를 회전시킬 수 있다. 즉, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 디젤을 경우, 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하고 제2 촉매(300)로 공급되도록 안내할 수 있다.
또는, 제어부(400)는 배기가스의 후처리가 불필요 하거나 제1 촉매(200) 또는 제2 촉매(300)의 유지보수를 위한 경우, 제1 통합 밸브(636)와 제2 통합 밸브(635)와 제3 통합 밸브(639)와 제4 통합 밸브(637)를 닫고 제5 통합 밸브(630)만을 개방할 수 있다. 이때, 통합 챔버(112)의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스는 제5 통합 라인(640)을 통해 이동되어 터빈(710)를 회전시킬 수 있다.
이하, 도 15 및 도 18 내지 도 19를 참조하여, 본 발명의 제9 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(90)을 설명한다.
본 발명의 제9 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(90)은 앞서 서술한 본 발명의 제8 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(90)과 유사하나 통합 챔버(112) 내부에 배치된 제1 촉매와 제2 촉매 그리고 배리 리시버의 배치구조가 상이하다.
본 발명의 제9 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(90)은 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 그리고 배기 리시버(510)가 구획되어 배치된 통합 챔버(113)와, 전방 환원제 분사부(610), 그리고 제어부(400)를 포함할 수 있다.
통합 챔버(113)는 일방향으로 길게 형성될 수 있다. 또한, 통합 챔버(113)는 엔진(100)과 상대적으로 가장 인접한 일영역에 배기가스의 압력분포를 균일하게 할 수 있는 배기 리시버(510)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 배기 리시버(510)는 통합 챔버(113)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다. 배기 리시버(510)로 공급되는 배기가스는 통합 챔버(113)의 길이방향과 교차하는 방향일 수 있다.
또한, 통합 챔버(113) 중 상대적으로 엔진(100)과 가장 먼 일영역에 제2 촉매(300)가 배치될 수 있다. 제2 촉매(300)는 통합 챔버(113)의 길이방향을 따라 배치될 수 있다. 제2 촉매(300)는 앞서 서술한 제2 촉매(300)와 동일한 촉매일 수 있다.
전방 환원제 분사부(610)는 제2 촉매(300) 전방으로 유입되는 배기가스에 환원제를 분사할 수 있다. 전방 환원제 분사부(610)는 제어부(400)에 의해 동작 및 분사량이 제어될 수 있다.
통합 챔버(113) 내에 제2 촉매(300)와 배기 리시버(510) 사이에 제1 촉매(200)가 배치될 수 있다. 제1 촉매(200)는 통합 챔버(113)의 길이방향을 따라 배치될 수 있다. 그리고, 제1 촉매(200)는 앞서 서술한 제1 촉매(200)와 동일한 촉매일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제9 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(90)의 통합 챔버(113) 내부는 제1 구획부재(732)와 제2 구획부재(731)에 의해 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 그리고 배기 리시버(510)가 배치되는 영역이 구획될 수 있다.
제1 구획부재(732)는 제1 촉매(200)가 설치되는 영역과 배기 리시버(510)가 형성되는 영역을 구획할 수 있다. 또한, 제1 구획부재(732)는 통합 챔버(113)의 길이방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.
제2 구획부재(731)는 제1 촉매(200)가 설치되는 영역과 제2 촉매(300)가 설치되는 영역을 구획할 수 있다. 또한, 제2 구획부재(731)는 통합 챔버(113)의 길이방향을 따라 제1 구획부재(731)와 이격되어 배치될 수 있다.
제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 배기 리시버(510)를 통과 후 제1 촉매(200)를 통과하도록 제어할 수 있다. 또는, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 엔진(100)에서 배출되는 배기가스가 배기 리시버(510)를 통과 후 제1 촉매(200)를 우회한 제2 촉매(300)로 공급되도록 제어할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제9 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(90)의 통합 챔버(113)는 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300) 그리고 배기 리시버(510)가 챔버 내부의 구획된 공간 상에 배치될 수 있어, 컴팩트하게 배치될 수 있다. 그리고, 본 발명의 제9 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(90)의 통합 챔버(113)는 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)를 길이방향을 따라 배치되도록 할 수 있어, 배기가스의 흐름방향과 제1 촉매(200) 및 제2 촉매(300)가 나란하게 배치되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제9 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(90)은 제1 통합 라인(733)과 제2 통합 라인(734)과 제3 통합 라인(735)과 제4 통합 라인(736)과 제5 통합 라인(640)과 제1 통합 밸브(741)와 제2 통합 밸브(742)와 제3 통합 밸브(744)와 제4 통합 밸브(745)과 제5 통합 밸브(743) 그리고 터빈(710)를 포함할 수 있다.
제1 통합 라인(733)은 통합 챔버(113) 내부에 형성된 배기 리시버(510)와 제1 촉매(200)가 설치된 영역을 연결할 수 있다. 제1 통합 라인(733)은 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)로 유입되도록 안내할 수 있다. 즉, 제1 통합 라인(733)은 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스를 통합 챔버(113)를 우회하여 제1 촉매(200)에 공급되도록 전달할 수 있다.
제2 통합 라인(734)은 통합 챔버(113) 내부에 형성된 배기 리시버(510)와 제2 촉매(300)가 설치된 영역을 연결할 수 있다. 또한, 제2 통합 라인(734)은 제1 촉매(200)를 우회하여 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제2 촉매(300)로 공급되도록 안내할 수 있다.
제3 통합 라인(735)은 통합 챔버(113)의 제1 촉매(200)를 통과한 배기가스가 통합 챔버(113)로부터 배출되도록 안내할 수 있다. 제3 통합 라인(735)은 배기가스의 흐름을 기준으로 제1 촉매(200)의 하류에 배치될 수 있다.
제4 통합 라인(736)은 통합 챔버(113)의 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스가 통합 챔버(113)로부터 배출되도록 안내할 수 있다. 제4 통합 라인(736)은 배기가스의 흐름을 기준으로 제2 촉매(300)의 하류에 배치될 수 있다.
제5 통합 라인(640)은 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)와 제2 촉매(300)를 모두 우회하여 통합 챔버(113)로부터 배출되도록 안내할 수 있다.
구체적으로, 제3 통합 라인(735)과 제4 통합 라인(736)은 제5 통합 라인(640)과 합류될 수 있다.
제5 통합 라인(640)을 통과한 배기가스는 터빈(710)로 공급되어 터빈(710)를 회전시킬 수 있다.
제1 통합 밸브(741)는 제1 통합 라인(733) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제2 통합 밸브(742)는 제2 통합 라인(734) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제3 통합 밸브(744)는 제3 통합 라인(735) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제4 통합 밸브(745)는 제4 통합 라인(736) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다.
제5 통합 밸브(743)는 제5 통합 라인(640) 상에 배치되어, 제어부(400)에 의해 개폐가 제어될 수 있다. 제5 통합 밸브(743)는 터빈(710) 보다 통합 챔버(113)의 배기 리시버(510)가 형성된 영역과 상대적으로 인접하게 배치될 수 있다.
구체적으로, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 도 18에 도시한 바와 같이, 제2 통합 밸브(742)와 제4 통합 밸브(745)와 제5 통합 밸브(743)를 닫을 수 있다. 또한, 제어부(400)는 제1 통합 밸브(741)와 제3 통합 밸브(744)를 개방할 수 있다. 제어부(400)는 엔진(100)으로부터 배출되어 통합 챔버(113) 내부의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제1 통합 라인(733)을 통해 제1 촉매(200)로 유입되도록 안내할 수 있다. 이때, 배기가스는 제1 촉매(200)를 통과하며 배기가스에 포함된 메탄가스가 처리될 수 있다.
그리고, 제1 촉매(200)를 통과한 배기가스는 제3 통합 라인(735)을 통해 제5 통합 라인(640)과 합류되어 터빈(710)를 회전시킬 수 있다. 즉, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제2 촉매(300)를 우회하고 제1 촉매(200)로 공급되도록 안내할 수 있다.
또는, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 도 19에 도시한 바와 같이, 제2 통합 밸브(742)와 제4 통합 밸브(745)를 개방할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 제1 통합 밸브(741)와 제3 통합 밸브(744) 그리고 제5 통합 밸브(743)를 닫을 수 있다. 제어부(400)는 엔진(100)으로부터 배출되어 통합 챔버(113) 내부의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제2 통합 라인(734)을 통해 제2 촉매(300)로 유입되도록 안내할 수 있다. 제어부(400)는 전방 환원제 분사부(610)를 동작시켜 분사된 환원제와 혼합된 배기가스가 제2 촉매(300)로 유입되도록 할 수 있다. 이때, 배기가스는 제2 촉매(300)를 통과하며 배기가스에 포함된 질소산화물이 처리될 수 있다.
그리고, 제2 촉매(300)를 통과한 배기가스는 제4 통합 라인(736)을 통해 제5 통합 라인(640)과 합류되어 터빈(710)를 회전시킬 수 있다. 즉, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료가 디젤을 경우, 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스가 제1 촉매(200)를 우회하고 제2 촉매(300)로 공급되도록 안내할 수 있다.
또는, 제어부(400)는 배기가스의 후처리가 불필요 하거나 제1 촉매(200) 또는 제2 촉매(300)의 유지보수를 위한 경우, 제1 통합 밸브(741)와 제2 통합 밸브(742)와 제3 통합 밸브(744)와 제4 통합 밸브(745)를 닫고 제5 통합 밸브(743)만을 개방할 수 있다. 이때, 통합 챔버(113)의 배기 리시버(510)를 통과한 배기가스는 제5 통합 라인(640)을 통해 이동되어 터빈(710)를 회전시킬 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 후처리 시스템(10)과 엔진(100)을 포함하는 동력 장치(101)의 동작을 설명한다.
엔진(100)은 복수의 연료를 선택적으로 공급받아 동력을 발생시킨다. 엔진(100)으로 공급되는 연료는 디젤을 포함하는 연료 또는 가스나 LNG(액화천연가스)를 포함하는 연료일 수 있다.
과급기(700)의 터빈터빈터빈(710)의 회전에 따라 압축기(720)도 회전된다. 회전되는 압축기(720)에 의해 외기는 압축되어 엔진(100)으로 공급될 수 있다. 과급기(700)와 엔진(100) 사에는 공급 라인(130)이 배치될 수 있다. 공급 라인(130)을 통해 압축된 외기가 공급될 수 있다.
소기 리시버(520)는 엔진(100)과 압축기(720) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 소기 리시버(520)는 압축기(720)를 통해 유입된 압축 공기의 압력을 균일화 시켜 엔진(100)의 연소실에 공급되도록 할 수 있다. 구체적으로, 소기 리시버(520)와 엔진(100) 사이에는 이러한 소기 리시버(520)를 통과한 압축된 공기의 이동을 안내하는 소기 연결라인(120)이 배치될 수 있다. 즉, 소기 리시버(520)는 소기 연결라인(120)과 공급 라인(130) 사이에 배치될 수 있다.
소기 리시버(520)를 통해 엔진(100)에 공급된 압축 공기는 엔진(100)의 연소실 내부에서 연소되어 동력을 발생시키고 배기가스를 배출시킨다.
엔진(100)을 통해 배출된 배기가스는 배기 리시버(510)로 유입될 수 있다. 구체적으로, 엔진(100)을 통해 배출된 배기가스가 배기 리시버(510)로 이동될 수 있도록 엔진(100)과 배기 리시버(510) 사이에는 배기 연결라인(110)이 배치될 수 있다.
구체적으로, 제어부(400)는 엔진(100)으로 공급되는 연료를 판단할 수 있다. 일예로, 제어부(400)는 작업자가 조절하는 연료 조절 모드 또는 복수의 연료 탱크로부터 엔진(100)으로 공급되는 연료의 정보를 수신 받아 현제 엔진(100)으로 공급되는 연료가 디젤을 포함하는지 또는 가스나 LNG를 포함하는지 판별할 수 있다.
일예로, 가스나 LNG가 저유된 제1 탱크와 디젤이 저유된 제2 탱크가 동력 장치에 배치된 다면, 제1 탱크의 연료가 엔진(100)에 제2 탱크에 저유된 연료보다 먼저 공급될 수 있다. 그리고, 동력 장치(101)는 제1 탱크의 연료가 기설정된 범위이하의 잔량을 가지는 경우 제2 탱크에 저유된 연료가 엔진(100)에 공급되도록 할 수 있다. 이때, 제어부(400)는 제1 탱크의 연료에서 제2 탱크의 연료로 변경되는 정보를 수신받아 상술한 밸브들을 제어할 수 있다.
상술한 압축기(720)로부터 엔진(100) 그리고 배기 리시버(510)로 유체의 흐름을 안내하는 구성 및 과정은 모든 실시예에 따른 동력 장치(101,102,103,104,105,106,107,108,109)와 동일할 수 있다.
상술한 배기가스에 포함된 메탄을 처리하는 것과 배기가스에 포함된 질소산화물을 처리하는 것은, 촉매와 배기가스의 접촉을 통해 배기가스에 포함된 메탄 또는 질소산화물을 산화 또는 환원반응을 통해 다른 물질로 변화시켜 이들의 농도를 저감시키는 것으로 정의될 수 있다.
이상 상술한 실시예들에 대한 설명 중 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적 실시예에서 설명하고 다른 실시예에 대해서는 다른 구성에 대해서만 설명하였다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 엔진 200: 제1 촉매
300: 제2 촉매 400: 제어부
410: 제3 촉매 510: 배기 리시버
530: 가열부 540: 온도 검출부
560: 제1 검출부재 570: 제2 검출부재
610: 전방 환원제 분사부 620: 후방 환원제 분사부
600: 환원제 분사부 640: 터빈 라인
710: 터빈 111,112,113: 통합 챔버
632,733: 제1 통합 라인 631,734: 제2 통합 라인
10,20,30,40,50,60,70,80,90: 배기가스 처리 시스템
101,102,103,104,105,106,107,108,109: 동력 장치

Claims (20)

  1. 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진에서 배출되는 배기가스를 후처리하는 배기가스 후처리 시스템에 있어서,
    상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과 가능한 제1 촉매; 및
    상기 엔진으로 공급되는 연료의 정보에 따라 상기 제1 촉매를 통과하거나 상기 제1 촉매를 우회하도록 배기가스의 이동을 제어하는 제어부
    를 포함하는 배기가스 후처리 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 제어부는,
    상기 엔진으로 공급되는 연료가 가스 또는 LNG를 포함하는 경우, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 상기 제1 촉매를 통과하도록 하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 제어부는,
    상기 엔진으로 공급되는 연료가 디젤을 포함하는 경우, 상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 상기 제1 촉매를 우회하도록 하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 촉매를 우회한 배기가스가 통과 가능한 제2 촉매를 더 포함하는 배기가스 후처리 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 엔진에서 배출되는 배기가스를 수용하여 배기가스의 불균일한 압력 분포를 완화시키는 배기 리시버를 더 포함하는 배기가스 후처리 시스템.
  6. 제5항에서,
    일측에 상기 배기 리시버가 형성되고 타측에 상기 제2 촉매가 배치되는 통합 챔버를 더 포함하는 배기가스 후처리 시스템.
  7. 제5항에서,
    내부가 구획되어 형성되며, 상기 엔진과 상대적으로 인접한 일영역에 상기 배기 리시버가 형성되고 상기 엔진과 상대적으로 먼 타영역에 상기 제1 촉매와 상기 제2 촉매가 서로 이격되어 구획 배치된 통합 챔버를 더 포함하는 배기가스 후처리 시스템.
  8. 제5항에서,
    내부가 구획되어 형성되며, 상기 엔진과 상대적으로 가장 인접한 일영역에 형성된 상기 배기 리시버와 상기 엔진과 상대적으로 가장 먼 일영역에 배치된 상기 제2 촉매 그리고 상기 배기 리시버와 상기 제2 촉매 사이에 배치된 상기 제1 촉매가 배치된 통합 챔버를 더 포함하는 배기가스 후처리 시스템.
  9. 제4항에서,
    상기 제1 촉매의 후방에 배치되고, 상기 엔진에서 배출된 배기가스에 의해 회전되는 터빈를 더 포함하고,
    상기 제2 촉매는 상기 엔진과 상기 터빈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 촉매의 후방에 배치되고, 상기 엔진에서 배출된 배기가스에 의해 회전되는 터빈; 및
    상기 터빈 후방에 배치되어, 상기 터빈를 통과한 배기가스가 유입되는 제3 촉매
    를 더 포함하는 배기가스 후처리 시스템.
  11. 제4항에서,
    상기 제2 촉매로 유입되는 배기가스에 환원제를 분사 가능하고, 상기 제어부에 의해 제어되는 전방 환원제 분사부를 더 포함하는 배기가스 후처리 시스템.
  12. 제10항에서,
    상기 제3 촉매로 유입되는 배기가스에 환원제를 분사 가능하고, 상기 제어부에 의해 제어되는 후방 환원제 분사부를 더 포함하는 배기가스 후처리 시스템.
  13. 제12항에서,
    상기 엔진에서 배출되는 배기가스의 정보를 검출하는 제1 검출부재를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 검출부재가 검출한 정보를 기초로 상기 후방 환원제 분사부가 분사하는 환원제 분사량을 제어하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
  14. 제12항 또는 제13항에서,
    상기 제3 촉매를 통과한 배기가스의 정보를 포함하는 제2 검출부재를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제2 검출부재가 검출한 정보를 기초로 상기 후방 환원제 분사부가 분사하는 환원제 분사량을 제어하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
  15. 제1항에서,
    상기 제1 촉매의 전방에 배치되어 상기 제1 촉매로 유입되는 배기가스를 승온 가능한 가열부; 및
    상기 제1 촉매 전방의 배기가스 온도를 검출 가능한 온도 검출부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 온도 검출부가 검출한 온도 정보와 기설정된 온도 정보를 비교하여 상기 가열부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
  16. 제4항에서,
    상기 제1 촉매는 배기가스에 포함된 메탄을 처리하는 메탄 슬립 촉매이고, 상기 제2 촉매는 배기가스에 포함된 질소산화물을 처리하는 선택적 촉매 환원 촉매인 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.
  17. 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진;
    상기 엔진에서 배출된 배기가스가 통과하며 압력이 균일해지는 배기 리시브와, 상기 배기 리시브와 구획 배치되고 배기가스에 포함된 메탄을 처리 가능한 제1 촉매, 그리고 상기 제1 촉매 및 상기 배기 리시브와 구획 배치되고 배기가스에 포함된 질소산화물을 처리 가능한 제2 촉매가 설치된 통합 챔버;
    상기 배기 리시브를 통과한 배기가스를 상기 제1 촉매로 유입되도록 배기가스의 이동을 안내하는 제1 통합 라인;
    상기 배기 리시브를 통과한 배기가스를 상기 제2 촉매로 유입되도록 배기가스의 이동을 안내하는 제2 통합 라인; 및
    상기 엔진으로 공급되는 연료의 정보에 따라 상기 배기 리시브를 통과한 배기가스가 상기 제1 촉매 또는 상기 제2 촉매를 통과하도록 배기가스의 이동을 제어하는 제어부
    를 포함하는 동력 장치.
  18. 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진;
    상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과 가능하며 배기가스에 포함된 메탄을 처리 가능한 제1 촉매;
    상기 엔진으로 공급되는 연료의 정보에 따라 상기 제1 촉매를 통과하거나 상기 제1 촉매를 우회하도록 배기가스의 이동을 제어하는 제어부;
    상기 제1 촉매 후방에 배치되어 배기가스에 의해 회전되는 터빈; 및
    상기 터빈 후방에 배치되어 배기가스에 포함된 질소산화물을 처리 가능하며, 상기 제1 촉매를 통과하거나 상기 제1 촉매를 우회한 배기가스가 통과하는 제3 촉매
    를 포함하는 동력 장치.
  19. 복수의 연료를 선택적으로 사용하여 동력을 발생시키는 엔진;
    상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과 가능하며 배기가스에 포함된 메탄을 처리 가능한 제1 촉매;
    상기 엔진에서 배출되는 배기가스가 통과 가능하며 배기가스에 포함된 질소산화물을 처리 가능한 제2 촉매;
    상기 엔진으로 공급되는 연료의 정보에 따라 상기 제1 촉매 또는 상기 제2 촉매를 통과하도록 배기가스의 이동을 제어하는 제어부;
    상기 제1 촉매 및 상기 제2 촉매 후방에 배치되어 배기가스에 의해 회전되는 터빈;
    상기 터빈 후방에 배치되어, 상기 터빈를 통과한 배기가스가 유입되는 제3 촉매; 및
    상기 제2 촉매 또는 상기 제3 촉매 중 적어도 하나의 전방에 배치되고, 상기 제어부에 의해 환원제 분사량이 조절되는 환원제 분사부
    를 포함하는 동력 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 제어부는,
    상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도 또는 상기 제3 촉매를 통과한 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도 중 어느 하나 이상을 기초로하여 상기 환원제 분사부를 제어하는 것을 특징으로 동력 장치.
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